关键词： 径规划   力流   有限元法   杆单元  

摘要： 提出了一种基于力流和有限元法的路径规划方法,旨在解决复杂环境下全局路径规划的问题。将地图等效为由杆单元构成的桁架结构,在起点和终点处施加静定约束条件和相互作用力,通过捕捉点到点的力流解决避障和路径规划问题。力在物体中的传递遵循最短路径原则,因此力流路径不会偏离最优路径太远。根据上述原理设计了基于杆单元的路径规划算法,以简单桁架模型对路径计算过程进行详细演示,并分析了网格对计算效率的影响,证明了算法的可行性。在复杂迷宫地图中用本文算法与A*算法进行对比,结果显示本方法在大规模和复杂地图上具有优势,有限元法的网格构建方式比A*算法更自由,因此使计算规模更加容易控制。

关键词： 船舶工程   循环载荷   船体加筋板   热弹塑性有限元法   极限强度  

摘要： 为进一步明晰船体结构极限承载性能,有必要综合考虑焊接初始缺陷、材料鲍辛格效应以及载荷循环属性对船体加筋板极限强度的影响。采用热弹塑性有限元法对扁钢加筋板进行焊接数值模拟,并开展了循环压缩-拉伸载荷下达到弹性安定状态的加筋板极限强度分析。研究结果表明:船体加筋板焊接残余应力在首次循环卸载后释放程度最显著,并随循环载荷幅值增大而增加;在循环载荷作用下,船体加筋板达到弹性安定状态后的极限强度有所提升,但循环载荷幅值对其极限强度提升效果不明显;在相同循环载荷幅值下,采用Chaboche模型计算得到的极限强度比理想弹塑性模型要高;采用热弹塑性有限元法能直接获取船体加筋板焊接的初始缺陷,对进一步研究船体结构在循环载荷下的极限承载性能具有一定参考价值。

关键词： 公路桥头路基   加筋挡土墙   有限元分析   侧向变形  

摘要： 以肯尼亚某公路路基采用加筋挡土墙为背景,首先详细介绍加筋挡土墙的施工工艺及施工流程。利用有限元软件建立加筋挡土墙模型,系统探讨加筋挡土墙加筋长度、加筋层数、加筋体弹性模量对挡土墙侧向变形的影响,获得了本工程合理的挡土墙设计参数。研究结果表明:面板制作与安装、筋带安装、填料施工这3个施工过程需着重关注;在一定范围内,增大加筋挡土墙加筋长度、加筋层数、加筋体弹性模量,均能有效抑制挡土墙侧向变形;本工程合理的加筋长度为3~4m、加筋层数为10层,弹性模量为2.5GPa。

关键词： 天然气管道   爆裂   组织性能   缺陷   失效分析   有限元分析  

摘要： 为研究某天然气管断裂失效行为,采用宏观分析、显微组织观察、化学成分分析及室温拉伸等方法,结合有限元分析方法,综合分析失效管组织性能变化及运行工况下的管道应力状态。结果表明天然气管失效的根本原因为C、Mn、Si元素偏析、O杂质元素等缺陷导致微裂纹萌生,管道弯管附近应力集中促进了裂纹扩展进而导致管道爆裂发生。

关键词： 配套轮胎   特种车型   EVEC胶料   耐久性能   高速性能  

摘要： 基于有限元仿真方法,以MV3车型配套395/85R20轮胎为研究对象,研究配方、轮廓和结构等对轮胎耐久性能和高速性能的影响。结果表明:通过应用EVEC胶料、调整轮廓和结构设计等,在减小轮胎的质量同时提升了轮胎的耐久性能和高速性能。

关键词： 预制装配式剪力墙   新型架空连接   角钢连接件   有限元分析   抗震性能  

摘要： 为深入研究架空连接和改进架空连接两种连接方案的抗震性能,文章设计了1个现浇剪力墙试件、1个架空连接装配式剪力墙试件、1个改进架空连接装配式剪力墙试件,利用有限元软件对其进行数值模拟,对比现浇试件分析了架空连接和增设角钢的改进架空连接对装配式剪力墙抗震性能的影响。结果表明,架空连接虽简化了施工工艺,但抗震性能不足;改进架空连接剪力墙在角钢连接件的作用下,既能起到安装就位的作用,又实现了冷缝处的抗剪传力机理,其滞回性能、刚度和耗能能力均优于现浇试件,同时塑性发展区域上移,有效提升了装配式剪力墙的整体性,实现了“等同现浇”的设计原则。

关键词： 矿井   运输车   自装卸   有限元  

摘要： 煤矿井下辅助运输是整个煤矿运输系统不可或缺的重要组成部分,辅助运输设备效率直接影响煤炭产量及机组利用率,对整个煤矿运行系统有着十分重要的影响。以WCJ5CE型集装箱运输车自装卸机构为研究对象,对自装卸举升机构进行了有限元静力学分析及模态分析。结果显示,自装卸举升机构强度满足条件,最低固有频率为73.28 Hz,与WCJ5CE型集装箱运输车振动频率相差较多,因此不会发生共振现象。可为集装箱运输车的结构优化提供参考。

关键词： 泡沫夹芯板   四点弯曲   复合材料   有限元  

摘要： 为研究泡沫夹芯板在弯曲载荷下的力学响应和损伤模式,本文对碳纤织物泡沫夹芯板进行了四点弯曲试验,并结合Abaqus软件建立了夹芯板四点弯曲的三维有限元模型进行分析,结果发现泡沫夹芯板的主要损伤模式为基体/纤维压缩破坏,与实验保持一致。最后通过仿真,对比分析了不同泡沫厚度和材料强度的泡沫夹芯板的弯曲性能的影响。结果表明,泡沫厚度越大,泡沫强度越高,夹芯板整体刚度越高,抗弯能力也越强。

关键词： 压路机车   有限元分析   疲劳寿命  

摘要： 通过有限元分析方法对压路机车进行结构力学特性分析,并预测其疲劳寿命。研究构建压路机车架三维模型,并采用Hypermesh软件进行网格划分,确保网格质量以模拟实际工况下的结构响应。利用有限元分析工具对车架进行静力学分析,评估其在工作状态下的应力分布,并通过应力云图识别出最大应力位置。研究采用盲孔法测量焊缝残余应力,并与模拟结果进行比较,以验证仿真模型的准确性。基于材料S—N曲线和载荷谱,预测车架的疲劳寿命,并通过样机测试验证预测结果的可靠性。结果表明,车架设计满足工程要求,具有足够的静强度和疲劳寿命。

关键词： 近场动力学   有限元   脆性材料   断裂   裂纹扩展  

摘要： 船舶结构和构件在建造过程中,不可避免地会使用各类具有脆性特性的高强材料。为了研究船用脆性材料的断裂和裂纹扩展行为,本文基于新兴的近场动力学方法,提出一种有限元与近场动力学的耦合模型。首先,在近场动力学的基础上考虑长程力衰减效应修正;其次,采用共享节点耦合法将有限元与改进的近场动力学进行耦合,并推导出一种新的断裂准则。最后,通过三个变形和破坏实例验证耦合模型的准确性。结果表明,耦合模型极大提高了传统近场动力学模型的计算精度,消除了近场动力学的“边界效应”,同时也克服了有限元在处理非连续时面临的奇异性问题。耦合模型的计算结果与试验结果吻合较好,其用于研究船用脆性材料的断裂问题是可行的。